9_Diagrama V_03-2
6
9. DIAGRAMA DE UNA SECUENCIA (R: 02-2). 9.1 Resumiendo hasta aquí, hemos visto que la obtención de una imagen RM es un proceso enormemente complejo. Se precisa un pulso de radiofrecuencia para excitar a los núcleos, si queremos que éstos núcleos pertenezcan a un determinado plano, tendremos que establecer previamente el pulso de gradiente de selección del plano. La señal se recogerá en forma de eco mediante pulsos de radiofrecuencia o en forma de eco de gradiente mediante pulsos de gradiente, pero previamente habrá que codificarla en frecuencia y en fase mediante la acción de los pulsos de gradiente correspondientes. Todo ello en el tiempo suficientemente rápido para que no decaiga la señal. Además se tiene que regular el valor y el tiempo de los pulsos así como la entrada en juego de los distintos componentes de hardware que intervienen en el proceso para cerrar el receptor cuando se emite el pulso emisor o abrir el receptor con la banda de ancho apropiada y en el momento adecuado. Toda esta complejidad viene controlada mediante programas informáticos que regulan todos los aspectos de hardware involucrados en la obtención de la imagen. Estos programas informáticos configuran realmente la secuencia utilizada en la obtención de la imagen. De la configuración de la secuencia dependerán los tres parámetros básicos en la obtención de la imagen, la resolución de contraste, la resolución espacial y la resolución tempor al. Por desgracia no hay un estándar de nomenclatura y cuando una casa comercial introduce una nueva secuencia o una variante le suele dar un nombre nuevo. Ello implica una verdadera complejidad para comparar imágenes obtenidas con secuencias de casas comerciales distintas. Para representar las distintas secuencias se suele utilizar diagramas temporales donde se indican en el tiempo la puesta en acción de los elementos básicos del hardware utilizados en la secuencia. Con ligeras diferencias según los autores, todos los diagramas se basan en representar los tiempos sobre el eje horizontal. Como mínimo se necesitan cuatro líneas de tiempo, cada una corresponde a un componente de hardware distinto. La separación vertical de las líneas de tiempo es puramente a efectos de visualización. El eje de tiempos en la parte superior se utiliza para representar la puesta en acción del emisor de Radiofrecuencia. Los otros tres ejes de tiempo corresponden a cada uno de los gradientes: El Gx o de selección del plano(G section ), el Gy o de codificación de fase (G phase ) y el Gx o de codificación de frecuencia (G readout ). Pueden añadirse líneas temporales para indicar por ejemplo la recepción de la señal en el convertidor analógico /digital. La actividad de un componente particular como la entrada en acción de un determinado gradiente se indica como un área por encima o por debajo del eje horizontal. La distancia máxima al eje indicaría el valor máximo (G máx ) y tendría valor a efecto comparativo con los pulsos de gradiente de su mismo eje. El sentido positivo o negativo estaría indicado como un área hacia arriba o hacia abajo del eje. La forma del pulso de gradiente puede simplificarse como un rectángulo o puede recordarnos la forma del gradiente (por ejemplo trapezoidal). La forma de representar el pulso de radiofrecuencia es muy variada, aunque esquemáticamente se dibuja como una simple onda hacia arriba. 9 DIAGRAMA DE UNA SECUENCIA Gz RF Gy Gx Se TR TE/2 TE/2 90º 180º ECO 90º
-
Upload
ulises-ibarra -
Category
Documents
-
view
216 -
download
0
Transcript of 9_Diagrama V_03-2
7/18/2019 9_Diagrama V_03-2
http://slidepdf.com/reader/full/9diagrama-v03-2 1/6
9. DIAGRAMA DE UNA SECUENCIA (R: 02-2). 9.1
Resumiendo hasta aquí, hemos visto que la obtención de una imagen RM es un procesoenormemente complejo. Se precisa un pulso de radiofrecuencia para excitar a los núcleos, siqueremos que éstos núcleos pertenezcan a un determinado plano, tendremos que establecerpreviamente el pulso de gradiente de selección del plano. La señal se recogerá en forma de ecomediante pulsos de radiofrecuencia o en forma de eco de gradiente mediante pulsos de gradiente,pero previamente habrá que codificarla en frecuencia y en fase mediante la acción de los pulsos de
gradiente correspondientes. Todo ello en el tiempo suficientemente rápido para que no decaiga laseñal. Además se tiene que regular el valor y el tiempo de los pulsos así como la entrada en juegode los distintos componentes de hardware que intervienen en el proceso para cerrar el receptorcuando se emite el pulso emisor o abrir el receptor con la banda de ancho apropiada y en el momentoadecuado.
Toda esta complejidad viene controlada mediante programas informáticos que regulan todoslos aspectos de hardware involucrados en la obtención de la imagen. Estos programas informáticosconfiguran realmente la secuencia utilizada en la obtención de la imagen. De la configuración de lasecuencia dependerán los tres parámetros básicos en la obtención de la imagen, la resolución decontraste, la resolución espacial y la resolución temporal.
Por desgracia no hay un estándar de nomenclatura y cuando una casa comercial introduce
una nueva secuencia o una variante le suele dar un nombre nuevo. Ello implica una verdaderacomplejidad para comparar imágenes obtenidas con secuencias de casas comerciales distintas.
Para representar las distintas secuencias se suele utilizar diagramas temporales donde seindican en el tiempo la puesta en acción de los elementos básicos del hardware utilizados en lasecuencia. Con ligeras diferencias según los autores, todos los diagramas se basan en representarlos tiempos sobre el eje horizontal. Como mínimo se necesitan cuatro líneas de tiempo, cada unacorresponde a un componente de hardware distinto. La separación vertical de las líneas de tiempo espuramente a efectos de visualización. El eje de tiempos en la parte superior se utiliza pararepresentar la puesta en acción del emisor de Radiofrecuencia. Los otros tres ejes de tiempocorresponden a cada uno de los gradientes: El Gx o de selección del plano(Gsection), el Gy o decodificación de fase (Gphase) y el Gx o de codificación de frecuencia (Greadout). Pueden añadirselíneas temporales para indicar por ejemplo la recepción de la señal en el convertidor analógico/digital.
La actividad de un componente particular como la entrada en acción de un determinadogradiente se indica como un área por encima o por debajo del eje horizontal. La distancia máxima aleje indicaría el valor máximo (Gmáx) y tendría valor a efecto comparativo con los pulsos de gradientede su mismo eje. El sentido positivo o negativo estaría indicado como un área hacia arriba o haciaabajo del eje. La forma del pulso de gradiente puede simplificarse como un rectángulo o puederecordarnos la forma del gradiente (por ejemplo trapezoidal). La forma de representar el pulso deradiofrecuencia es muy variada, aunque esquemáticamente se dibuja como una simple onda haciaarriba.
9DIAGRAMA DE UNA SECUENCIA Gz
RF
Gy
Gx
Se
TR
TE/2 TE/2
90º180º
ECO
90º
7/18/2019 9_Diagrama V_03-2
http://slidepdf.com/reader/full/9diagrama-v03-2 2/6
9.2 9. DIAGRAMA DE UNA SECUENCIA (R: 02-2)
De una manera muy esquemática se muestra en la Fig 9.1. un diagrama de la secuencia SEde un solo plano:
Fig.9.1Diagrama simplificado para la obtención de una imagen RM en una secuencia SE.
En primer lugar programaríamos los valores de TE y TR adecuados para lograr lapotenciación que deseamos. Evidentemente tenemos que indicar al ordenador la dirección del plano,su grosor, la dimensión de la matriz de adquisición (DIM-fase x DIM-frecuencia), las dimensiones delFOV (cuadrado o rectangular) y otros parámetros que podemos programar. El ordenador interpretará
como eje z el perpendicular a la dirección del plano a representar.
Gz
SECUENCIA SE CLÁSICA
RF
Gy
Gx
Se
TR
TE/2 TE/2
90º180º
t
t
t
t
t
1er ECO
90º 90º
7/18/2019 9_Diagrama V_03-2
http://slidepdf.com/reader/full/9diagrama-v03-2 3/6
9. DIAGRAMA DE UNA SECUENCIA (R: 02-2). 9.3
Lo primero que se crea es un pulso de gradiente en la dirección de z, que se llamaGRADIENTE DE SELECCIÓN DEL PLANO (Gz). Una vez establecido este Gz con el valordeterminado por el grosor del plano elegido, se envía el primer pulso de radiofrecuencia (RF). Este
pulso de una frecuencia adecuada a la del centro del plano, produce la resonancia de todos losvoxels del slab (plano de voxels), su efecto en la secuencia SE es desviar la magnetización 90º. Unavez terminada la excitación, cesa también el Gz. Para compensar la diferencia de fases dentro delplano originada por el gradiente, se invierte el gradiente (-Gz) durante un tiempo mitad Al final losnúcleos están excitados y corregidos en fase para que pueda actuar el gradiente de codificación defase.
Durante la relajación se establece un GRADIENTE DE CODIFICACIÓN DE FASE (Gy) segúnuno de los lados del plano. Este Gy varía (en la secuencia SE clásica con cada TR) y puede tomartantos valores como la dimensión de la DIM-fase. Una vez terminada la codificación de fase, lacodificación de frecuencia puede realizarse antes o después del pulso de 180º. Optaremos en elesquema por la codificación posterior al pulso de 180º.
Transcurrido un tiempo TE/2 se establece de nuevo el Gz para enviar el pulso de RF de 180ºselectivamente sobre el plano excitado. (Aquí no es necesario la corrección de fase ya que está dadapor el mismo pulso de 180º). Se deja transcurrir otra vez un tiempo TE/2 y se recoge la señal (Se)habiendo establecido previamente el pulso del gradiente de CODIFICACIÓN DE FRECUENCIA(Gx), (recordemos que en este caso es forma bipolar) de tal forma que el receptor se abre cuandoempieza el segundo lóbulo del pulso de CODIFICACIÓN DE FRECUENCIA (Gx) y se recoge lamáxima señal del eco justo en la mitad del tiempo que permanece abierto el receptor. La secuenciaexpira al cabo del tiempo TR.
La secuencia se vuelve a repetir tantas veces como indica la dimensión de la fase de la matrizde adquisición. Cada una de estas repeticiones empieza con un pulso Gz y termina al terminar el TR.Toda la sucesión de acontecimientos que se repiten a lo largo de cada secuencia configura elmódulo básico (o loop) que permite identificar la secuencia. Lo único que varia en cada uno de
estos módulos es el valor de la codificación de fase. Esta variación se representa por el área de Gycon rayas horizontales representando los distintos valores de codificación de fase que el gradienteadoptará desde el inicio al final de la adquisición. Por tanto Gy se representará por un área queconstará de líneas horizontales que representarán desde el valor (+DIM_fase/2) a (–DIM_fase /2). Enla Fig 9.2 se muestra el módulo que representa la secuencia SE. Los gradientes se han indicado enforma trapezoidal.
La duración total es por lo tanto el producto del valor de TR(ms) por DIM-fase. Algunas vecesse repiten las medidas varias veces con el fin de aumentar el cociente señal/ruido. Ello se indicacomo el número de excitaciones (Number of Excitations: NEX). Por tanto, si hemos indicado unnúmero determinado de NEX, el tiempo total que dura la secuencia es:
t = TR (ms) . DIM-fase . NEX
Desde que recoge el eco hasta que termina el TR hay tiempo suficiente para obtener nuevosecos. Por ejemplo con un TR de 2000 ms, si el tiempo de eco es de TE= 60 ms, después de adquirirla señal y dentro del mismo TR, si volvemos a poner el gradiente de selección de plano y enviamosun pulso inicial pero de frecuencia diferente, excitaremos un plano paralelo al anterior. Si repetimoslos valores de codificación de fase y de frecuencia, obtendremos un eco que corresponderá a unplano diferente. Podemos recoger dentro de un mismo TR información sobre tantos planos como nospermita el valor del TR. Cuanto menor es el TR, menor es el número de planos que podremosrealizar. A esta forma de adquirir las imágenes se le denomina adquisición multiplanar en 2D.
7/18/2019 9_Diagrama V_03-2
http://slidepdf.com/reader/full/9diagrama-v03-2 4/6
9.4 9. DIAGRAMA DE UNA SECUENCIA (R: 02-2)
Fig 9.2.Otra forma de representar la secuencia SE_ 2DEl diagrama corresponde al módulo básico de la secuencia.
Cada una de las rayas horizontales en Gy corresponde a un TR.
En una adquisición 2D multiplanar, podemos dentro del mismo TR obtener planos en diferenteorientación espacial. Para ello basta cambiar además de la frecuencia del pulso el valor del gradientede selección del plano, con ello realizamos una adquisición 2D multiplanar multidireccional. Porejemplo en el estudio de los diferentes discos lumbares. Podemos dentro de cada TR obtener laslíneas del espacio K correspondientes a imágenes con la inclinación de los diferentes discos.
Por último hay que señalar que el valor de los diferentes gradientes Gy de codificación defase no tienen porque ser sucesivos (por ejemplo: +256,+255,+254,…) ya que a tecnología de losgradientes permite programarlos según requiera la secuencia.
Gz
SECUENCIA SE_2D CLÁSICA
RF
Gy
Gx
Se
TR
TE/2 TE/2
90º180º
ECO
90º
7/18/2019 9_Diagrama V_03-2
http://slidepdf.com/reader/full/9diagrama-v03-2 5/6
9. DIAGRAMA DE UNA SECUENCIA (R: 02-2). 9.5
Otra forma de adquisición de imágenes RM es en 3D o imágenes volumétricas. En lasadquisiciones 2D, existe una limitación en el grosor del plano ya que no debemos olvidar que la señalproviene de los núcleos de H y al disminuir el grosor nos quedamos con menos protones y por tantohabrá un momento en que el cociente S/R será inapropiado. Por otro lado en la técnicas 2D hay que
dejar una separación entre los planos para evitar el efecto de solapación de los pulsos deradiofrecuencia. En las técnicas 3D en cada pulso se excita todo un volumen de tejido. Durante larelajación de este volumen aparte de las codificaciones de fase sobre el eje y, y de la codificación defrecuencia sobre el eje x, que en este caso abarcan todo el volumen, se introduce una segundacodificación de fase sobre el eje z (de selección del plano). Cada codificación sobre el eje zcorresponderá a una partición. El número de particiones se indica durante la planificación de lasecuencia.
Fig 9.3.Esquema de una secuencia SE-3D.Existen dos codificaciones de fase durante la relajación del volumen excitado. Una codificación en la direccióndel gradiente de selección de plano Gz, que dará lugar a las particiones. Una segunda codificación de fase en ladirección de Gy y la codificación de frecuencia en Gx. Los valores de los gradientes de codificación de faseactúan independientemente y cambian de valor cada vez que se ejecuta un TR. La compensación de fase debido
al gradiente de selección del plano durante la excitación se tiene en cuenta al dar los valores de codificación defase en Gz.
Gz
RF
Gy
Gx
Se
TR
TE/2 TE/2
90º180º
ECO
90º
7/18/2019 9_Diagrama V_03-2
http://slidepdf.com/reader/full/9diagrama-v03-2 6/6
9.6 9. DIAGRAMA DE UNA SECUENCIA (R: 02-2)
En una adquisición 3D las dimensiones del voxel corresponde a las fijadas en las Dim-fase yDim-frec y la tercera dimensión viene fijada por el nº de particiones elegido. Podemos enadquisiciones 3D trabajar con voxels isométricos (presentan igual dimensión en las tres direcciones).
Una vez adquiridas los datos, podemos utilizar técnicas de reconstrucción de imágenes,logrando por ejemplo representar tomografías 2D en cualquier dirección del espacio (si la adquisiciónha sido isométrica) con grosores de corte que elegimos en la reconstrucción y pueden ser muchomas finos que los obtenidos en 2D. También podemos utilizar las técnicas de segmentación,reconstrucción de superficie,.. que se aplican a las imágenes 3D.
El inconveniente es que el tiempo de obtención se alarga ya que hay que multiplicarlo por elnúmero de particiones.
El tiempo de medida en una adquisición 3D viene dado por:
t 3D = TR (ms) . DIM-fase . NEX. nº-particiones
Otro inconveniente es el tiempos de ordenador necesario para la reconstrucción. Por últimocabe indicar que si la secuencia es en base SE, el depósito calórico implica limitaciones en elnúmero de particiones. La tendencia actual es cada vez mas a trabajar con adquisiciones 3D.
En la Fig 9.3 se representa una secuencia SE en adquisición 3D.----------
